Transformadores elevadores de generación y transformadores de interconexion del sistemaGarantía de transmisión de CA de alta calidad

Transformadores de potencia

2 Transformadores elevadores de generación y transformadores de interconexión del sistema

Los transformadores elevadores de generación (GSU, pos sus si-glas en inglés) son el enlace imprescindible entre la central eléctrica y la red de transmisión, que suelen funcionar día y noche a carga completa. Se deben diseñar para que resistan a una carga térmica extrema sin envejecimiento prematuro. Nuestro historial de más de 1.400 unidades suministradas desde 1995 demuestra la calidad superior de los transformadores GSU de ABB.

Resistencia a largo plazo al envejecimientoUn transformador GSU se carga con una potencia nominal del 100% las 24 horas del día y los 7 días de la semana a lo largo del año. Se debe diseñar para que resista la carga tér-mica de altas corrientes que se alimentan en los bobinados del generador sin que se produzca sobrecalentamiento, lo que acortaría su vida útil debido a un envejecimiento ace-lerado. Los diseñadores de ABB deben tener en cuenta las corrientes altas, los campos magnéticos, las zonas de alta tensión, el flujo de aceite y el intercambio térmico en cual-quier parte de los bobinados para asegurar la máxima efica-cia y fiabilidad.

Funcionamiento de la misión realmente importanteIndependientemente de si su central eléctrica es nuclear, de carbón, de petróleo, de gas, hidráulica, eólica o solar, ABB es consciente de la importancia de los transformadores GSU. Cualquier interrupción en la alimentación de estas unidades puede ocasionar una pérdida desastrosa de ingresos para el propietario. Por ejemplo, la parada de una unidad de 500 MW durante tres meses puede ocasionar una pérdida de ingresos equivalente a 20 veces el precio de compra del transformador de potencia.

Sofisticados procedimientos de ensayos térmicosLas pruebas de calentamiento estándar en la fábrica supervi-san a veces insuficiencias térmicas, que serán terriblemente obvias si se producen durante el funcionamiento. El software de diseño de ABB para el cálculo térmico calcula de manera precisa la temperatura en cada parte del bobinado. La fibra óptica se usa en el bobinado para verificar que la tempera-tura de la zona caliente se mantenga dentro de los límites permitidos, mientras que las termocámaras se usan para verificar la temperatura de todas las partes exteriores. El soft-ware se actualiza y valida continuamente atendiendo a estas medidas de temperatura precisas.

Reglas de diseño estrictas acompañadas de un conocimiento profundoEl suministro de transformadores GSU de primera calidad requiere reglas de diseño aplicadas por diseñadores con expe-riencia. Ya que cada transformador es específico para cada cliente, los diseñadores deben conocer en profundidad el siste-ma de energía y las prácticas de funcionamiento de cada clien-te. Acompañada con la importante experiencia profesional, la plataforma TrafoStar™ de ABB única en el sector garantiza que se usen procesos de diseño y fabricación sistemáticos en las 13 fábricas de transformadores de potencia de ABB del mundo.

Transformadores elevadores de generaciónDiseñados para resistir una carga completa continua

Termovisión de las torres de baja tensión de un transformador GSU monofásico de 500 MVA de ABB (izquierda) y la correspondiente distribución de temperatura calculada por ABB (derecha).

Transformadores elevadores de generación y transformadores de interconexión del sistema 3

Los transformadores de interconexión del sistema son elementos esenciales en las redes de energía, que conectan las redes de CA de tensiones diferentes entre ellas. Estos transformadores de poten-cia están diseñados para resistir a las fuertes tensiones eléctricas de las corrientes y transitorias y de defecto. Aunque en rara ocasión se cargan por completo, los transformadores de interconexión de ABB deben estar preparados en todo momento para hacer frente a cual-quier emergencia que pueda producirse durante su vida útil.

Sistema específico para carga máxima con objetivos de emergenciaYa que los transformadores de interconexión del sistema casi nunca se cargan con su potencia nominal máxima, suelen caracterizarse por tener una potencia nominal estándar para intercambiarse con otros transformadores. Se espera que estos transformadores permanezcan en la red durante déca-das, y en caso de fallo, la energía fluirá con normalidad hacia otra bifurcación de red. Sin embargo, los fallos sobrecargan la red y aumentan el riesgo de fallos en cascada, por eso una alta fiabilidad de los transformadores de interconexión del sistema es crucial para asegurar la estabilidad de la red.

Bajas descargas parciales con tensión dieléctricaLocalizados en la intersección de los sistemas de alta, media y baja tensión, los transformadores de interconexión del sis-tema se deben diseñar para resistir a fuertes tensiones eléc-tricas. Deben hacer frente a diferentes tipos de corrientes de defecto y tensiones transitorias durante su vida útil. Durante el ensayo de aprobación en fábrica, cada unidad de ABB se expone a las tensiones dieléctricas más fuertes que pueden llegar a experimentarse durante su vida útil de funcionamien-

to. Además, cada unidad se comprueba para garantizar nive-les de descarga parcial bajos, de modo que se garantiza una gran resistencia a largo plazo frente a la sobretensión.

Al igual que los golpes de un martillo mecánicoLa frecuencia de las corrientes de defecto y sus puntos máxi-mos son como los golpes de un martillo mecánico en un transformador de interconexión del sistema. Esto someterá a la unidad a una tensión excesiva de manera eventual durante su larga vida útil. ABB ha realizado un gran número de ensa-yos sobre cortocircuitos y recomienda llevar a cabo este ensayo en algunos transformadores de interconexión del sis-tema estratégicos en la red. ABB también ofrece una demos-tración de su diseño de alta calidad realizando revisiones de diseño de cortocircuito a fondo según las normas IEC.

Transformadores de interconexión del sistemaResistencia a tensión eléctrica y mecánica durante su vida útil

4 Transformadores elevadores de generación y transformadores de interconexión del sistema

Los transformadores de poten-cia son productos de ingeniería sumamente complejos. Durante su vida útil de hasta 40 años, están sometidos a enormes car-gas eléctricas, magnéticas y me-cánicas. Esto exige la excelencia en el diseño y un diseño y un proceso de fabricación estructu-rados y controlados.

Transformadores específicos para cada cliente construidos en un proceso de diseño controlado

Proceso de fabricación y diseño estructuradosPara asegurar un funcionamiento a largo plazo eficaz y fiable, ABB ha puesto en práctica unas reglas de diseño comunes a nivel general. Su plataforma de diseño y fabricación TrafoStar es una metodología estructurada aplicable en todas las fases de la producción del transformador de potencia; incluyendo el presupuesto, el diseño mecánico y eléctrico, la fabricación y los ensayos.

Optimización de los parámetros de funcionamiento decisivosCada transformador de potencia de ABB se produce aten-diendo a las especificaciones del cliente y a las normas inter-nacionales. Los criterios de rendimiento, como la capacidad de sobrecarga y la resistencia a cortocircuitos, se deben equilibrar cuidadosamente atendiendo a las restricciones de espacio de la planta, al uso optimizado de materiales y a otros requisitos físicos y económicos. Los datos de diseño se procesan en los amplios programas de diseño de ABB para generar datos para las posteriores etapas del proceso de diseño. Esta metodología de diseño global hoy en día solo la aplica ABB.

Simulaciones que verifican los criterios de rendimientoLos programas de diseño de ABB ofrecen herramientas de simulación avanzada para los componentes esenciales del transformador, tales como el núcleo, el aislamiento principal, el aislamiento del bobinado y los bobinados. Las especifica-ciones del transformador se trasladan a las reglas de diseño de ABB y los módulos de diseño almacenados en una biblio-teca global. Cada diseño se comprueba a través de varios programas de verificación.

Control de calidad en todos los procesos empresarialesEl sistema de gestión de calidad de ABB trata la calidad en todos los procesos y la función de la cadena de valor. El sistema de calidad se basa en la continua medición y com-paración de los criterios de rendimiento, como los fallos de ensayos, las quejas de los clientes y costes derivados de una mala calidad. Con alrededor de unas 60.000 mediciones rea-lizadas cada año, ABB probablemente realiza más ensayos de parámetros de funcionamiento en todas sus plantas que cualquier otro distribuidor en el mundo. Las listas de compro-baciones, los puntos de control, las revisiones de diseño y la documentación garantizan el control de calidad en todos los procesos empresariales.

TrafoStar, elementos clave de la plataforma común de fabricación y diseño de ABB:

− Verificación de diseño − Creación de elementos de diseño − Integración de módulos − Verificación de modelos CAD − Control de calidad − Métodos de fabricación comunes − Equipo de fabricación común

Transformadores elevadores de generación y transformadores de interconexión del sistema 5

Sistema de control

Montaje de bobinado

Montaje de la cubierta

Aislamiento de bobinado

Bobinado

Inspección de entrada de mercancías

Proveedor

Cliente

Depósito Ensayo Desmontaje

Revisión final

Rellenado de aceite

Transporte Inspección tras la

recepción y montaje

Puesta en marcha

Conexiones

NúcleoDispositivos de sujeción

NúcleoCorte

Pintura y fabri-cación del depósito

NúcleoApilamiento

Bridas y cables

Montaje de la parte activa

Secado de la fase de vapor

Montaje final

Evacuación y rellenado de aceite

Materias primas

Conductor

CargadoresBobinadosAislamientos

Disposi-tivos de sujeción

Laminado

Torres

Accesorios del depósito

Refrigerador, radiador, ventilador, accesorio

Armario de mandosTarjeta de inspección

Punto de control

Tubo, caja, cable, conservadorPasatapas para transfor-

madores de corriente

IC30

IC2

IC3

IC1 IC4 IC5

IC7 IC8

IC15

IC28

IC10

IC6 IC9

IC12 IC12 IC25 IC21 IC26

IC24

IC27IC17

IC19

IC14

IC29

IC20

IC22

IC

IC23

IC18

IC13IC11

CP1

CP2CP3

CP4 CP5

CP6CP7

CP8 CP9

CP

Sistema de control de calidad de producción, inspección realizada por ingenieros y supervisores acreditados

Las listas de comprobaciones, los puntos de control, las revisiones de diseño y la documentación garantizan una alta calidad en cada proceso y función de la cadena de valor.

Verificación de la temperatura y pérdida del depósito. Verificación de la temperatura del bobinado y pérdida del núcleo.

6 Transformadores elevadores de generación y transformadores de interconexión del sistema

Transformadores elevadores de generaciónPotencias nominales de la unidad 1.500 MVA

Tensiones del sistema hasta 1.000 kV

Transformadores de interconexión del sistemaPotencias nominales de la unidad hasta 2.000 MVA

Tensiones del sistema hasta 1.000 kV

Desde 1995, ABB ha suministrado más de 14.500 transformadores de potencia en algunos de los proyectos más grandes del mundo. Estos incluyen alrededor de unas 500 unidades en el intervalo de 735–765 kV en los mercados geográficos más importantes. ABB es famosa por su alta calidad en aplicaciones de alta tensión.

Una gama completa de transformadores de interconexión del sistema y transformadores GSU

Transformadores elevadores de generación y transformadores de interconexión del sistema 7

Servicio al cliente completo, desde el transporte hasta a la formación

Los servicios de ABB garantizan que sus transformadores de potencia funcionan con un rendimiento óptimo a lo largo de su vida útil. Nuestros servicios abarcan desde el transporte y el mantenimiento básico hasta las evaluaciones de diagnóstico avanzadas y las reparaciones in situ.

MantenimientoCada transformador de potencia de ABB incluye una garantía técnica y asistencia complete, incluyendo asistencia in situ y servicios globales de postventa efectuados por las oficinas, agencias y representantes locales de todo el mundo. La eva-luación de diagnóstico, las reparaciones in situ, las actualiza-ciones y las entregas de piezas de repuesto están disponibles para los clientes de todo el mundo.

TransporteUn transporte fiable es esencial para la instalación exitosa del transformación de potencia. Mover un objeto del tama-ño y peso de un transformador de potencia grande requiere planificación, conocimientos prácticos y una red global de contactos. ABB cuenta con una larga experiencia en el sumi-nistro de transformadores por ferrocarril, carretera, mar y aire en todo el mundo. Nuestro personal cualificado garantiza un proceso de transporte rápido y eficaz.

InstalaciónLos ingenieros de ABB le acompañarán para supervisar la instalación y el arranque. Prepararán el transformador vol-viendo a montar todas las piezas que se desmontaron para transportarlas, lo rellenarán con aceite y ejecutarán los ensa-yos necesarios para asegurar un funcionamiento libre de fallos. Los clientes pueden elegir entre un contrato de super-visión o de instalación completa. En la medida de lo posible, los ingenieros designados conocerán el idioma local.

FormaciónEl personal de mantenimiento y operaciones locales del clien-te se formará durante la instalación y la puesta en marcha in situ. Tiene a su disposición programas de formación globa-les, póngase en contacto con su representante local de ABB para obtener más información.

© C

opyr

ight

201

1 A

BB

. Tod

os lo

s de

rech

os re

serv

ados

. 1LA

B 0

0042

5

Contacte con nosotros

ABB Ltd.Affolternstrasse, 44Apartado de correos 81318050 Zúrich, Suiza

www.abb.com/transformers

NotaNos reservamos el derecho de realizar cambios técnicos o modificar el contenido de este documento sin previo aviso. Con respecto a los pedidos, deben prevalecer los detalles acordados. ABB no acepta ningún tipo de responsabilidad por errores potenciales o por posible falta de información en este documento.

Nos reservamos todos los derechos sobre este documento y sobre el contenido y las ilustraciones que contiene. Cualquier reproducción, revelación a terceras partes o utilización de su contenido, total o parcial, está prohibida sin el previo consen-timiento escrito de ABB.